Name: מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד להערכה טרום ניתוחית בניתוחי בלוטת התריס (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-02-17T13:50:00.000+00:00
Duration: 4 min 42 s
Description: למדו להכין מודלים מודפסים בתלת-ממד מותאמים אישית להערכה טרום ניתוחית בניתוחי בלוטת התריס באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת משופרת. שיטה זו משפרת תקשורת עם המטופל ומגבירה ודאות כירורגית תוך הקטנת זמן ועלות.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה נתמך על ידי ועדת הבריאות של מחוז סצ'ואן (מענק מס '20PJ061), הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (מענק מס '32101188), והפרויקט הכללי של מחלקת המדע והטכנולוגיה של מחוז סצ'ואן (מענק מס '2021YFS0102), סין.

מחקר זה לא היה זקוק לאישור לביצוע או להסכמה כלשהי של המטופלים להשתמש ולפרסם את הנתונים שלהם, מכיוון שכל הנתונים והמידע במחקר ובסרטון זה היו אנונימיים.
1. איסוף נתוני תמונה
<ol><li>סרוק את בלוטת התריס של המטופל על ידי טומוגרפיה ממוחשבת משופרת (CT) כדי לקבל את נתוני התמונה בפורמט DICOM. ודא כי תהליך זה נעשה בתוך 1 שבוע לפני הפעולה ולשלוט על עובי הפרוסה כך שהוא ≤1 מ"מ.</li>
</ol>2. עיבוד נתוני DICOM
<ol><li>ייבא את נתוני התמונה של המטופל הסרוק לתוכנה (ראה טבלת חומרים) והגדר את הסף המתאים בהתאם להפרש הערך האפור בין בלוטת התריס לבין הרקמות או האיברים הסובבים אותה. מכיוון שערכי אפור שונים משקפים הבדלים בצפיפות של אזורים שונים בגוף האדם, הגדר את סף גווני האפור (יחידה: hu; בתוכנה) ל- 226-1,500 כדי להציג את תמונת העצם; הגדר את הסף ל- -200-226 כדי להציג את תמונת בלוטת התריס. תן לתוכנה לזהות באופן אוטומטי את האזור הארוז, או שרטט ידנית את הגבול של אזור היעד אם הזיהוי אינו משביע רצון. הערה: חיקויים בוחרים באופן אוטומטי את אזור בלוטת התריס ומשתמשים בטכנולוגיית צמיחת האזור התלת-ממדי כדי לפלח את התמונה ולחשב את השחזור התלת-ממדי. יחד עם זאת, התמונה התלת-ממדית מותאמת כדי להפחית את החספוס ואת תחושת הצעדים לקבלת מודל הדמיה דיגיטלי תלת-ממדי טבעי, חלק ואותנטי, המאפשר התבוננות פשוטה יותר במודל התלת-ממדי עבור מנתחים.</li>
	<li>צור קובצי STL ממודל הנתונים המשוחזר. בחר את הדגם המשוחזר בתוכנה, לחץ על יצא בתחנת העגינה של הקובץ ובחר STL כתבנית הקובץ המייצאת. לבסוף, צור את קבצי STL בהצלחה.</li>
</ol>3. אינטראקציה רפואית-הנדסית
<ol><li>שלח את התצוגה המקדימה של המודל התלת-ממדי המשוחזר לרופאים, שיאשרו את הדרישות המיושמות ואת המבנה האנטומי של המודל התלת-ממדי ויתנו משוב למהנדס המידול אם יש צורך בשינוי. לאחר קבלת אישורים מהרופאים, המשך לשלב הכנת הייצור.</li>
</ol>4.3D הדפסה (קובץ משלים 1)
<ol><li>העבר את נתוני קובץ STL למדפסת התלת-ממד של החומר הצבעוני והשלם את הגדרות הפרמטרים המוגדרות מראש (כגון מצב הדפסה, עובי קו פרוסה, שיטת תמיכה וצביעת דגם) באמצעות תוכנת החיתוך התומכת להדפסה בתלת-ממד.<ol><li>בחר את מודל ההדפסה בהתאם לסוג המוצרים המוגמרים (מודלים להדפסה בצבע משתמשים בדרך כלל בטכנולוגיית White Jet Process, בעוד ששרף רגיש לאור משתמש בדרך כלל בתהלוכת אור דיגיטלית).</li>
		<li>בחר פרמטר עובי קו פרוסה בהתאם לעובי המוצרים (כאן, מ 24 מיקרומטר ל 36 מיקרומטר).</li>
		<li>בחר את שיטת התמיכה בהתאם למידת העדינות של דגם ההדפסה: תמיכה כוללת (הגנה טובה יותר ופחות פגיעה בפרטים הקטנים) או תמיכה חלקית (החוסכת חומרים).</li>
		<li>בחרו צביעת דגם בעזרת פונקציית לוח הצבעים במדפסת. לאחד את העורקים עם צבע אדום 255 ואת הוורידים עם צבע כחול 255. הערה: מכיוון שחלקים אחרים כגון נגע הגידול אינם סטנדרטיים לחלוטין, מנתחים יכולים לבחור צבע בהתאם לצרכים או להעדפה שלהם.</li>
	</ol></li>
	<li>מלא שרף מרפא אור קשה במדפסת התלת-ממד (ראה טבלה משלימה S1), אתר באגים בפלטפורמת ההדפסה והדפס באמצעות טכנולוגיית White Jet Process. לאחר ההדפסה, הוציאו את הדגם המודפס הראשוני של בלוטת התריס. הערה: טכנולוגיית תהליך הסילון הלבן מבוססת על העיקרון של הדפסת הזרקת דיו, שבה שכבה דקה של שרף רגיש לאור מודפסת בסילון אחד ולאחר מכן מוקרנת באורך גל מסוים של אור UV, מה שגורם לתגובת פילמור מהירה וריפוי של השרף הרגיש לאור. תהליך זה מסתיים שכבה אחר שכבה עד להשלמת ההדפסה.</li>
</ol>5. לאחר הטיפול
<ol><li>החסר את מבנה התמיכה של מודל בלוטת התריס המודפס הראשוני. לטחון, לכה ולרפא את המוצר המיוצר למחצה כדי לקבל מודל בלוטת התריס איזומטרי 1:1 מודפס בתלת-ממד.<ol><li>חיסור מבנה התמיכה<ol><li>לובשים כפפות, מפרקים את תמיכות העטיפה סביב הדגם הראשוני ומסירים את רוב הגוף העיקרי של המבנה התומך.</li>
			<li>הכניסו את הדגם לשואב אולטראסוני עם תמיסת אלקליין Ca(OH)2 לניקוי של 15 דקות.</li>
			<li>הכניסו את הדגם להתזת חול רטובה ושטפו אותו עד ששאר מבנה התמיכה על פני השטח נשטף.</li>
		</ol></li>
		<li>שחיקה<ol><li>טוחנים את הדגם עם מטחנה חשמלית, קובץ או גלגל השחזה.</li>
		</ol></li>
		<li>לכה הערה: תהליך זה מורכב מריסוס וצביעה ידנית.<ol><li>רססו את הלכה לגושי צבע בעלי שטח גדול על מחצית משטח הדגם. צבעו ידנית את גושי הצבע של האזור הקטן במבריק.</li>
		</ol></li>
		<li>ריפוי<ol><li>הכנס את המודל למכונת ריפוי UV למשך 30 שניות של ריפוי.</li>
			<li>הוציאו את הדגם ונקו אותו עם 95% אלכוהול. הערה: לאחר שהאלכוהול מתנודד לחלוטין, הייצור מסתיים.</li>
		</ol></li>
	</ol></li>
</ol>6. משלוח
<ol><li>ארוז את מודל בלוטת התריס והשלם את המסירה למנתחים לפני הניתוח.</li>
</ol>

<ol><li>Haugen, B. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2015+American+Thyroid+Association+management+guidelines+for+adult+patients+with+thyroid+nodules+and+differentiated+thyroid+cancer%3A+The+American+Thyroid+Association+Guidelines+Task+Force+on+thyroid+nodules+and+differentiated+thyroid+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Thyroid%22%5BJournal%5D)">2015 American Thyroid Association management guidelines for adult patients with thyroid nodules and differentiated thyroid cancer: The American Thyroid Association Guidelines Task Force on thyroid nodules and differentiated thyroid cancer.</a> Thyroid. 26 (1), 1-133 (2016).</li>
<li>Kim, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+role+of+adjuvant+external+beam+radiation+therapy+for+papillary+thyroid+carcinoma+invading+the+trachea%5BTitle%5D)+AND+%22Radiation+Oncology+Journal%22%5BJournal%5D)">The role of adjuvant external beam radiation therapy for papillary thyroid carcinoma invading the trachea.</a> Radiation Oncology Journal. 35 (2), 112-120 (2017).</li>
<li>Wang, L. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Operative+management+of+locally+advanced%2C+differentiated+thyroid+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Surgery%22%5BJournal%5D)">Operative management of locally advanced, differentiated thyroid cancer.</a> Surgery. 160 (3), 738-746 (2016).</li>
<li>Poppe, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MANAGEMENT+OF+ENDOCRINE+DISEASE%3A+Thyroid+and+female+infertility%3A+more+questions+than+answers%5BTitle%5D)+AND+%22European+Journal+of+Endocrinology%22%5BJournal%5D)">MANAGEMENT OF ENDOCRINE DISEASE: Thyroid and female infertility: more questions than answers.</a> European Journal of Endocrinology. 184 (4), 123-135 (2021).</li>
<li>Alexander, L. F., Patel, N. J., Caserta, M. P., Robbin, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thyroid+ultrasound%3A+diffuse+and+nodular+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Radiologic+Clinics+of+North+America%22%5BJournal%5D)">Thyroid ultrasound: diffuse and nodular disease.</a> Radiologic Clinics of North America. 58 (6), 1041-1057 (2020).</li>
<li>Chambers, K. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Respiratory+variation+predicts+optimal+endotracheal+tube+placement+for+intra-operative+nerve+monitoring+in+thyroid+and+parathyroid+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Respiratory variation predicts optimal endotracheal tube placement for intra-operative nerve monitoring in thyroid and parathyroid surgery.</a> World Journal of Surgery. 39 (2), 393-399 (2015).</li>
<li>Ling, X. Y., Smoll, N. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+systematic+review+of+variations+of+the+recurrent+laryngeal+nerve%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Anatomy%22%5BJournal%5D)">A systematic review of variations of the recurrent laryngeal nerve.</a> Clinical Anatomy. 29 (1), 104-110 (2016).</li>
<li>Qiu, K., Haghiashtiani, G., McAlpine, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printed+organ+models+for+surgical+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">3D printed organ models for surgical applications.</a> Annual Review of Analytical Chemistry. 11 (1), 287-306 (2018).</li>
<li>Tejo-Otero, A., Buj-Corral, I., Fenollosa-Artés, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printing+in+medicine+for+preoperative+surgical+planning%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Annals+of+Biomedical+Engineering%22%5BJournal%5D)">3D printing in medicine for preoperative surgical planning: a review.</a> Annals of Biomedical Engineering. 48 (2), 536-555 (2020).</li>
<li>Jang, J., Yi, H. G., Cho, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+printed+tissue+models%3A+present+and+future%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Biomaterials+Science+%26+Engineering%22%5BJournal%5D)">3D printed tissue models: present and future.</a> ACS Biomaterials Science & Engineering. 2 (10), 1722-1731 (2016).</li>
<li>Liaw, C. Y., Guvendiren, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current+and+emerging+applications+of+3D+printing+in+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22Biofabrication%22%5BJournal%5D)">Current and emerging applications of 3D printing in medicine.</a> Biofabrication. 9 (2), 024102(2017).</li>
<li>Arifin, N., Sudin, I., Ngadiman, N. H. A., Ishak, M. S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comprehensive+review+of+biopolymer+fabrication+in+additive+manufacturing+processing+for+3D-tissue-engineering+scaffolds%5BTitle%5D)+AND+%22Polymers%22%5BJournal%5D)">A comprehensive review of biopolymer fabrication in additive manufacturing processing for 3D-tissue-engineering scaffolds.</a> Polymers. 14 (10), 2119(2022).</li>
<li>Li, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inkjet+bioprinting+of+biomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Reviews%22%5BJournal%5D)">Inkjet bioprinting of biomaterials.</a> Chemical Reviews. 120 (19), 10793-10833 (2020).</li>
<li>Mironov, V., Kasyanov, V., Markwald, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organ+printing%3A+from+bioprinter+to+organ+biofabrication+line%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Opinion+in+Biotechnology%22%5BJournal%5D)">Organ printing: from bioprinter to organ biofabrication line.</a> Current Opinion in Biotechnology. 22 (5), 667-673 (2011).</li>
<li>Niedziela, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thyroid+nodules%5BTitle%5D)+AND+%22Best+Practice+%26+Research.+Clinical+Endocrinology+%26+Metabolism%22%5BJournal%5D)">Thyroid nodules.</a> Best Practice & Research. Clinical Endocrinology & Metabolism. 28 (2), 245-277 (2014).</li>
<li>Hong, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Usefulness+of+a+3D-printed+thyroid+cancer+phantom+for+clinician+to+patient+communication%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Surgery%22%5BJournal%5D)">Usefulness of a 3D-printed thyroid cancer phantom for clinician to patient communication.</a> World Journal of Surgery. 44 (3), 788-794 (2020).</li>
<li>Doucet, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modelling+and+manufacturing+of+a+3D+printed+trachea+for+cricothyroidotomy+simulation%5BTitle%5D)+AND+%22Cureus%22%5BJournal%5D)">Modelling and manufacturing of a 3D printed trachea for cricothyroidotomy simulation.</a> Cureus. 9 (8), 1575(2017).</li>
<li>Lim, P. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+3D+printed+models+in+resident+education+for+the+classification+of+acetabulum+fractures%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Surgical+Education%22%5BJournal%5D)">Use of 3D printed models in resident education for the classification of acetabulum fractures.</a> Journal of Surgical Education. 75 (6), 1679-1684 (2018).</li>
<li>Al Ali, A. B., Griffin, M. F., Calonge, W. M., Butler, P. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+the+use+of+cleft+lip+and+palate+3D-printed+models+as+a+teaching+aid%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Surgical+Education%22%5BJournal%5D)">Evaluating the use of cleft lip and palate 3D-printed models as a teaching aid.</a> Journal of Surgical Education. 75 (1), 200-208 (2018).</li>
<li>Chan, H. H. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D+rapid+prototyping+for+otolaryngology-head+and+neck+surgery%3A+applications+in+image-guidance%2C+surgical+simulation+and+patient-specific+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">3D rapid prototyping for otolaryngology-head and neck surgery: applications in image-guidance, surgical simulation and patient-specific modeling.</a> PLoS One. 10 (9), 0136370(2015).</li>
<li>Craft, D. F., Howell, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+fabrication+of+a+full-scale%2C+sagittal-sliced%2C+3D-printed%2C+patient-specific+radiotherapy+phantom%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Applied+Clinical+Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Preparation and fabrication of a full-scale, sagittal-sliced, 3D-printed, patient-specific radiotherapy phantom.</a> Journal of Applied Clinical Medical Physics. 18 (5), 285-292 (2017).</li>
<li>Hong, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Development+of+a+personalized+and+realistic+educational+thyroid+cancer+phantom+based+on+CT+images%3A+An+evaluation+of+accuracy+between+three+different+3D+printers%5BTitle%5D)+AND+%22Computers+in+Biology+and+Medicine%22%5BJournal%5D)">Development of a personalized and realistic educational thyroid cancer phantom based on CT images: An evaluation of accuracy between three different 3D printers.</a> Computers in Biology and Medicine. 113, 103393(2019).</li>
<li>Hazelaar, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+3D+printing+techniques+to+create+an+anthropomorphic+thorax+phantom+for+medical+imaging+purposes%5BTitle%5D)+AND+%22Medical+Physics%22%5BJournal%5D)">Using 3D printing techniques to create an anthropomorphic thorax phantom for medical imaging purposes.</a> Medical Physics. 45 (1), 92-100 (2018).</li>
<li>Tack, P., Victor, J., Gemmel, P., Annemans, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3D-printing+techniques+in+a+medical+setting%3A+a+systematic+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Biomedical+Engineering+Online%22%5BJournal%5D)">3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review.</a> Biomedical Engineering Online. 15 (1), 115(2016).</li>
<li>Bernhard, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Personalized+3D+printed+model+of+kidney+and+tumor+anatomy%3A+a+useful+tool+for+patient+education%5BTitle%5D)+AND+%22World+Journal+of+Urology%22%5BJournal%5D)">Personalized 3D printed model of kidney and tumor anatomy: a useful tool for patient education.</a> World Journal of Urology. 34 (3), 337-345 (2016).</li>
</ol>

המחברים מצהירים כי אין ניגודי עניינים.

אולטרסאונד עשוי להיות הליך ההדמיה היחיד לפני הניתוח עבור רוב החולים שעברו ניתוח בלוטת התריס15. עם זאת, כמה מקרים מובחנים היטב עלולים לסבול ממחלות מתקדמות, אשר פולשות לרקמות או לאיברים הסובבים ומעכבים את הפעולה16. מודל זה עשוי להתאים יותר לחולים עם סרטן בלוטת התריס מתקדם בהרבה. כאשר המחלה מתקדמת, סריקת CT נוספת מועילה לאבחון נוסף. מודל זה מבוסס על סריקת CT, המספקת מידע אנטומי ומורפולוגי רב יותר מאשר פנטום בלוטת התריס המיוצר כיום באצווה המיוצרת. זה יכול גם להראות בבירור את הק...

קשריות בלוטת התריס הן אחת המחלות האנדוקריניות הנפוצות ביותר, ביניהן סרטן בלוטת התריס מהווה 14%-21%1. הטיפול המועדף לסרטן בלוטת התריס הוא ניתוח. עם זאת, מכיוון שבלוטת התריס ממוקמת באזור צוואר הרחם הקדמי, ישנן רקמות ואיברים חשובים הקרובים לבלוטת התריס באזור הניתוח, כגון בלוטת יותרת התריס, קנה הנשימה, הוושט וכלי הדם הגדולים וצוואר הרחם 2,3, מה שהופך את הניתוח לקשה ומסוכן יחסית. הסיבוכים הניתוחיים השכיחים ביותר הם ירידה בתפקוד יותרת התריס הנגרמת על ידי פגיעה בתפקוד יותרת התריס או כריתה שגויה וצרידות הנגרמת על ידי פגיעה חוזרת בעצב הגרון4. הפחתת הסיבוכים הכירורגיים הנ"ל תמיד הייתה מטרה עבור המנתחים. שיטת ההדמיה הנפוצה ביותר לפני ניתוח בלוטת התריס היא הדמיית אולטרסאונד, אם כי התצוגה של בלוטת יותרת התריס והעצב מוגבלת מאוד5. בנוסף, השונות במיקום בלוטת יותרת התריס ועצב הגרון החוזר באזור ניתוח בלוטת התריס גבוהה מאוד, מה שמעכב זיהוי 6,7. אם ניתן להציג את המיקום האנטומי של כל מטופל בבירור למנתח באמצעות המודל בזמן אמת במהלך הניתוח, הדבר יפחית את הסיכון התפעולי לניתוח בלוטת התריס, יפחית את שכיחות הסיבוכים וישפר את יעילות ניתוח בלוטת התריס.
בנוסף, זה גם מאתגר להסביר ביסודיות את התהליך הכירורגי לחולים לפני הניתוח. חלק מהמנתחים חסרי הניסיון מתקשים להסביר ולהעביר את הפרטים המדויקים של הניתוח למטופלים, במיוחד בגלל מורכבות בלוטת התריס והמבנים הסובבים אותה. לכל מטופל מבנה אנטומי ייחודי משלו וצרכים אישיים8. לכן, מודל תלת ממדי מותאם אישית של בלוטת התריס המבוסס על האנטומיה האמיתית של המטופל יכול לעזור ביעילות למטופלים ולקלינאים. נכון לעכשיו, רוב המוצרים בשוק מיוצרים בייצור המוני על בסיס דיאגרמות מטוס. על ידי שימוש בטכנולוגיית הדפסה תלת-ממדית כדי לייצר מודל ספציפי למטופל המשקף את הצרכים הרפואיים האישיים של כל מטופל, ניתן להשתמש במודל זה כדי להעריך את מצבם האמיתי של חולים עם סרטן בלוטת התריס ולעזור למנתחים לתקשר טוב יותר את אופי המחלה עם החולים.
הדפסה תלת מימדית (או ייצור תוספתי) היא בנייה תלת מימדית הבנויה ממודל תכנון בעזרת מחשב או מודל תלת מימד דיגיטלי9. נעשה בו שימוש ביישומים רפואיים רבים, כגון מכשירים רפואיים, מודלים אנטומיים ופורמולציה של תרופות10. בהשוואה להדמיה מסורתית, מודל הדפסה בתלת-ממד גלוי יותר וקריא יותר. לכן, הדפסה תלת מימדית משמשת יותר ויותר בהליכים כירורגיים מודרניים. טכנולוגיות נפוצות להדפסה בתלת-ממד כוללות הדפסה מבוססת פילמור מע"מ, הדפסה מבוססת אבקה, הדפסה מבוססת הזרקת דיו והדפסה מבוססת שחול11. בהדפסה מבוססת פילמור מע"מ, אורך גל מסוים של אור מוקרן על חבית של שרף מרפא אור, אשר מרפא את השרף באופן מקומי שכבה אחר שכבה. יש לו את היתרונות של חיסכון בחומרים והדפסה מהירה. הדפסה מבוססת אבקה מסתמכת על חימום מקומי כדי להתיך את חומר האבקה למבנה צפוף יותר, אך היא גם מובילה לעלייה משמעותית בזמן ההדפסה ובעלותה, והיא נמצאת כיום בשימוש מוגבל12. הדפסה מבוססת הזרקת דיו משתמשת בהתזה מדויקת של טיפות על המצע בתהליך שכבה אחר שכבה. טכנולוגיה זו היא הבוגרת ביותר ויש לה את היתרונות של תאימות חומרים גבוהה, עלות נשלטת וזמן הדפסה מהיר13. הדפסה מבוססת שחול מחלצת חומרים כגון תמיסות ומתלים דרך חריריים. טכניקה זו משתמשת בתאים, ולכן יש לה את יכולות חיקוי הרקמות הרכות הגבוהות ביותר. בשל העלות הגבוהה יותר והזיקה הביולוגית, הוא משמש בעיקר בתחום הנדסת רקמות ובתדירות נמוכה יותר במודלים של איברים כירורגיים14.
כתוצאה מכך, בחרנו בטכנולוגיית ההדפסה "תהליך סילון לבן", המבוססת על מורכבות בלוטת התריס והמבנים הסובבים אותה ולוח הזמנים הניתוחי. טכנולוגיה זו משלבת את היתרונות של הדפסה מבוססת פילמור מע"מ והדפסה מבוססת הזרקת דיו, ומציעה דיוק גבוה, הדפסה מהירה ועלות נמוכה, מה שהופך אותה למתאימה לניתוחי בלוטת התריס. מטרת פרוטוקול זה היא ליצור מודל סרטן בלוטת התריס המודפס בתלת-ממד, לשפר את הפרוגנוזה של החולים על ידי מתן מידע מספיק על המבנה האנטומי והשונות של החולים, וליידע טוב יותר רופאים וחולים על כל התנאים הקשורים לתהליך הניתוח.

<table><tbody><tr><td>מדפסת צבע תלת מימד</td><td>Zhuhai Sina 3D Technology Co</td><td>J300PLUS</td><td>תמיכה בפונקציות: מיקום אופטימלי אוטומטי, הגדרת דגם אוטומטית, תמיכה בייצור אוטומטי, חיתוך והדפסה של קצה שכבות בזמן אמת, ייצוא פרוסות, עובי צבע מותאם אישית, מיקום / קנה מידה מותאם אישית, הערכת שעות עבודה, הערכת צריכת חומרים, ניטור מצב הדפסה, תצוגת חומרים שנותרו, שינוי חומרים וצבעים, ניהול תורי עבודה, סגור מלא / חצי סגור הדפסה, זיהוי אוטומטי של הפרעות לדגם, תצוגה מקדימה של שכבות, הפסקה אוטומטית של מחסור בדיו, הפסקת חשמל לחידוש ההדפסה זרבובית ניקוי אוטומטית, התאמת ערוצים אוטומטית, החלפת דיו, צינור ניקוי אוטומטי, הנחת מעקב. מגוון חומרים אופציונליים: חומרי דפוס שקופים מסדרת RGD, חומרי דפוס אטומים מסדרת RGD, חומרי דפוס רכים מסדרת FLX, חומרי דפוס כמו ABS, חומרי דפוס עמידים בטמפרטורה גבוהה, חומרי דפוס מסדרת Med (אישור רשומה רפואית מהשורה הראשונה), חומרים תומכים רגילים, חומרים תומכים מסיסים במים.</td></tr><tr><td>תוכנת חיקוי 21.0&nbsp;</td><td>Materialise, בלגיה</td><td></td><td>עיבוד נתונים DICOM</td></tr></tbody></table>

מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד להערכה טרום ניתוחית בניתוחי בלוטת התריס

A Personalized 3D-Printed Model for Preoperative Evaluation in Thyroid Surgery

המבנה האנטומי של האזור הכירורגי של סרטן בלוטת התריס הוא מורכב. חשוב מאוד להעריך באופן מקיף וזהיר את מיקום הגידול ואת הקשר שלו עם הקפסולה, קנה הנשימה, הוושט, העצבים וכלי הדם לפני הניתוח. מאמר זה מציג שיטה חדשנית להקמת מודל מודפס בתלת-ממד המבוסס על תמונות DICOM של טומוגרפיה ממוחשבת (CT). הקמנו מודל מודפס בתלת-ממד מותאם אישית של תחום ניתוחי בלוטת התריס הצווארית עבור כל מטופל שנזקק לניתוח בלוטת התריס כדי לסייע לרופאים להעריך את נקודות המפתח והקשיים של הניתוח ולבחור את שיטות הניתוח של חלקי מפתח כבסיס. התוצאות הראו כי מודל זה תורם לדיון טרום ניתוחי ולגיבוש אסטרטגיות פעולה. בפרט, כתוצאה מהתצוגה הברורה של מיקומי עצב הגרון ובלוטת יותרת התריס החוזרים בשדה ניתוחי בלוטת התריס, ניתן למנוע פגיעה בהם במהלך הניתוח, להפחית את הקושי בניתוח בלוטת התריס, ולהפחית גם את שכיחות ההיפופאראתירואידיזם לאחר הניתוח וסיבוכים הקשורים לפגיעה חוזרת בעצב הגרון. יתר על כן, מודל זה המודפס בתלת-ממד הוא אינטואיטיבי ומסייע בתקשורת לחתימה על הסכמה מדעת של מטופלים לפני הניתוח.

מאמר זה מציג פרוטוקול לבניית מודלים מותאמים אישית המודפסים בתלת-ממד של בלוטת התריס של מטופלים. איור 1 מציג תרשים זרימה לביסוס מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד עבור בלוטת התריס של מטופלים. איור 2 מראה את התקן הדפסת המודל המותאם אישית בתלת-ממד עבור בלוטת התריס של מטופלים. איור 3 מראה את ממשק התוכנה ליצירת מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד עבור חולי בלוטת התריס. הממשק המוצג מפורט בסרטון. איור 4 מראה את המוצ...

כאן מוצעת שיטה חדשה להקמת מודל מודפס תלת-ממדי מותאם אישית להערכה טרום ניתוחית של בלוטת התריס. זה תורם לדיון לפני הניתוח, הפחתת הקושי של ניתוח בלוטת התריס.

The anatomic structure of the surgical area of thyroid cancer is complex. It is very important to comprehensively and carefully evaluate the tumor ...

במחקר זה, אנו שואפים לשפר את ההערכה לפני הניתוח, את התקשורת עם המטופל ואת הוודאות הכירורגית של ניתוחי בלוטת התריס באמצעות מודלים תלת-ממדיים מותאמים אישית של בלוטת התריס. טכניקה זו יכולה לשחזר באומץ רב את הקשר בין בלוטת התריס לבין המבנים הסובבים תוך שימוש בפחות זמן ועלות. אם נוכל להשיג תמונות תלת מימד בדיוק גבוה או מודל תלת ממדי מותאם אישית ניתן לפגוש.לדוגמה, ניתוח כבד. כדי להתחיל, לסרוק את בלוטת התריס של המטופל על ידי טומוגרפיה ממוחשבת משופרת כדי לקבל את נתוני התמונה בפורמט DICOM. ייבא את נתוני התמונה הסרוקים לתוכנה והגדר את הסף המתאים בהתאם להפרש הערך האפור בין בלוטת התריס לבין רקמות או איברים מסביב.מכיוון שערכי אפור שונים משקפים הבדלים בעוצמה של אזורים שונים בגוף האדם, הגדר את סף הסולם האפור ל- 226 עד 1500 כדי להציג את תמונת העצם, הגדר את הסף למינוס 200 עד 226 כדי להציג את תמונת בלוטת התריס. תן לתוכנה לזהות באופן אוטומטי את האזור הארוז או לשרטט באופן ידני את הגבול של אזור היעד אם הזיהוי אינו משביע רצון. צור קובצי STL ממודל הנתונים המשוחזר.לאחר קבלת אישור הרופא על המודל התלת-ממדי המשוחזר, העבר את נתוני קובץ STL למדפסת התלת-ממד הצבעונית כדי להגדיר את הגדרות הפרמטרים הקבועות מראש באמצעות תוכנת החיתוך התומכת להדפסה תלת-ממדית. בחר את מודל ההדפסה בהתאם לסוג המוצרים המוגמרים. מודלים של הדפסה בצבע משתמשים בדרך כלל בטכנולוגיית פרוצס סילון לבן.בעוד שרף רגיש לאור משתמש בתהלוכת אור דיגיטלית. בחר את פרמטר עובי קו הפרוסה בהתאם לעובי המוצרים. כאן, 23 עד 36 מיקרומטר.בחר את שיטת התמיכה בהתאם לעדינות מודל ההדפסה או תמיכה כוללת להגנה טובה יותר ופחות נזק לפרטים הקטנים או תמיכה חלקית החוסכת חומרים. לאחר מכן בחרו צביעת דגם באמצעות פונקציית לוח הצבעים במדפסת. לאחד את העורקים עם צבע אדום 255 ואת הוורידים עם צבע כחול 255.מלא שרף מרפא אור קשה במדפסת התלת-ממד. אתר באגים בפלטפורמת ההדפסה והדפס באמצעות טכנולוגיית תהליך סילון לבן. לאחר ההדפסה, הוציאו את הדגם המודפס הראשוני של בלוטת התריס.החסרו את המבנה התומך על ידי פירוק ועטיפת התמיכות סביב הדגם הראשוני בידיים עטויות כפפות והסירו את רוב הגוף העיקרי של המבנה התומך. הכניסו את הדגם לשואב קולי עם תמיסת אלקליין סידן הידרוקסיד לניקוי של 15 דקות. הכניסו את הדגם להתזת חול רטובה ושטפו אותו עד ששאר מבנה התמיכה על פני השטח נשטף.לאחר מכן, לטחון את המודל עם קובץ מטחנה חשמלית או גלגל השחזה. לאחר השחזה, רססו את הלכה לגושי צבע בשטח גדול על מחצית משטח הדגם. לאחר מכן צבעו ידנית את גושי הצבע של האזור הקטן בלכה.לאחר מכן, הכנס את המודל למכונת ריפוי UV למשך 30 שניות של ריפוי. לאחר מכן הוציאו את הדגם ונקו אותו עם 95% אלכוהול. ארוז את המודל המוגמר של בלוטת התריס והשלם את המסירה למנתחים לפני הניתוח.בעקבות גישה זו, נבנה מודל מודפס תלת ממדי שלם של אזור בלוטת התריס באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת משופרת לפני הניתוח לחולה סרטן בלוטת התריס. תמונות תלת-ממד באיכות גבוהה הן בסיס להדפסה. טכנולוגיית ההדפסה WGP היא נקודת מפתח למודלים תלת-ממדיים באיכות גבוהה.

a-personalized-3d-printed-model-for-preoperative-evaluation-thyroid

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לשימוש שלושה דגמים מודפסים תלת-ממדי עבור שטרם-נותחו תכנון וארגון אינטרה-פעיל של מיקומים וסקולרית מסובך בעת טיפול אנומליה מולדת של אבי העורקים.

הדפסה תלת-ממדית של סטייה אבי העורקים מורכבים

הפרוטוקול מתאר את הייצור של הדפסים תלת מימדיים בצבע מלא של המטופל ספציפי, הגולגולת מודלים אנטומיים לשמש לסימולציה כירורגית. השלבים הקריטיים של שילוב שיטות דימות שונות, פילוח תמונה, הפקת מודל תלת מימדי, וייצור הדפסים מוסברים.

Multicolor 3D הדפסה של גידולים בתוך-גולגולתי מורכב בנוירוכירורגיה

פרוטוקול זה מתאר את השימוש בתכנון והדפסה תלת-ממדיים לשיקום פגמים גרמיות. אנו משתמשים כלים פילוח כדי ליצור מודלים תלת-ממד ואחריו 3D תוכנה עיצוב ליצור שתלים ספציפיים לחולה למטרות שחזור במקביל לניתוח פולשני או כשלב שני.

תכנון והדפסה של שתלים ספציפיים לחולה לשיקום מומים גרמיות

פרוטוקול זה מתאר את ייצור הגולגולת, המוח ופנטום הגידול הספציפיים למטופל. הוא משתמש בהדפסה תלת-ממדית כדי ליצור תבניות, ואלכוהול פוליוויניל (PVA-c) משמש כחומר חיקוי הרקמה.

ייצור פנטום פוליוויניל אלכוהול ספציפי למטופל עם אולטרסאונד וניגוד רנטגן לתכנון ניתוח גידול במוח

באבחון וטיפול מקומי מתקדם בסרטן בלוטת התריס, יישום שחזור תלת מימדי בעזרת מחשב יכול לספק מידע נוסף לגבי היקף הגידול ומאפיינו האנטומיים, ובכך לסייע בהערכת סיכונים ובתכנון ניתוחי.

הדמיה תלת מימדית בעזרת מחשב בטיפול בסרטן בלוטת התריס מקומי מתקדם

כריתת בלוטת התריס הרובוטית הטרנסאורלית ודיסקציה דו-צדדית של בלוטות הלימפה האזוריות המרכזיות באמצעות שלוש יציאות ללא חתך בבית השחי אפשריים ובטוחים עבור קרצינומה פפילרית של בלוטת התריס בשלב מוקדם. כאן אנו מציגים את הטכניקות האופרטיביות של פעולה זו.

Transoral Robotic Total Thyroidectomy ודיסקציה דו-צדדית של בלוטות הלימפה האזוריות המרכזיות עבור קרצינומה פפילרית של בלוטת התריס

מחקר זה נועד ליצור מודל מודפס בתלת-ממד של חוליה מותנית ספציפית למטופל, המכיל הן את החוליות והן את המודלים של עצבי עמוד השדרה המאוחים מטומוגרפיה ממוחשבת ברזולוציה גבוהה (HRCT) ומנתוני MRI-Dixon.

מודל הדפסה תלת מימדית של החוליה המותנית הספציפית של המטופל

כאן אנו מציגים טכניקת אולטרסאונד 5D המשלבת שחזור תלת ממדי רב מישורי ואיחוי דופלר צבע, המאפשר הדמיה סינכרונית של מידע מבני ותפקודי של בלוטת התריס. על ידי מזעור שטחים מתים, שיטה זו מאפשרת לוקליזציה מהירה ומדויקת של נגעים כדי לשפר את דיוק האבחון, במיוחד לטובת מטפלים מתחילים.

שחזור תלת-מישורי סינכרוני משולב עם מיפוי דופלר צבע ללוקליזציה מדויקת ומהירה של נגעי בלוטת התריס

כריתה אנדוסקופית רדיקלית של בלוטת התריס קשורה לסיבוכים כירורגיים שונים. מחקר זה משתמש בטכניקות מציאות משולבת כדי לסייע למנתחים לבצע כריתה אנדוסקופית רדיקלית של בלוטת התריס, במטרה לשפר את בטיחותה ולהוריד את סף הניתוח.

כריתת בלוטת התריס אנדוסקופית רדיקלית בסיוע מציאות משולבת

מטרת מאמר זה היא להציג שיטה לזיהוי והגנה על עצב הגרון החוזר במהלך כריתה רובוטית של בלוטת התריס באמצעות הגישה הווסטיבולרית האוראלית בהיעדר מוניטור עצב הגרון.

זיהוי והגנה על עצב הגרון החוזר במהלך כריתת בלוטת התריס רובוטית טרנסאורלית

למדו להכין מודלים מודפסים בתלת-ממד מותאמים אישית להערכה טרום ניתוחית בניתוחי בלוטת התריס באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת משופרת. שיטה זו משפרת תקשורת עם המטופל ומגבירה ודאות כירורגית תוך הקטנת זמן ועלות.

מודל מותאם אישית המודפס בתלת-ממד להערכה טרום ניתוחית בניתוחי בלוטת התריס

גלה סרטונים נוספים